Μια μικροσυστοιχία cDNA είναι μια μέθοδος για τον προσδιορισμό ποια γονίδια σε ένα κύτταρο είναι ενεργά ανά πάσα στιγμή. Αυτό είναι χρήσιμο για τη διάκριση των γονιδίων που δρουν διαφορετικά σε διάφορους τύπους κυττάρων και επίσης ποια γονίδια είναι ενεργά υπό ορισμένες συνθήκες, όπως ο καρκίνος. Το όνομα cDNA προέρχεται από τη χρήση μικρών αλληλουχιών δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος (DNA) που προσκολλώνται σε αλληλουχίες ριβονουκλεϊκού οξέος (RNA) που εκφράζουν τα κύτταρα. Αυτές οι μικρές αλληλουχίες DNA είναι συμπληρωματικές (γ) προς τις αλληλουχίες RNA, εξ ου και η κολλητικότητα, και επίσης επισημαίνονται με φθορίζουσες ετικέτες, έτσι ώστε ένας πειραματιστής να μπορεί να δει ποιες αλληλουχίες RNA εκφράζονται και σε ποιο βαθμό.
Τα κύτταρα περιέχουν DNA ως σχέδιο για όλες τις πρωτεΐνες που χρειάζεται ένα κύτταρο. Η αλληλουχία του DNA αντιπροσωπεύει τα αμινοξέα που χρειάζεται το σώμα να συλλέξει μαζί και να στριμώξει για να δημιουργήσει μια πρωτεΐνη. Μεταξύ DNA και παραγωγής πρωτεΐνης είναι ένα ενδιάμεσο βήμα. Το κύτταρο αντιγράφει την αλληλουχία του γονιδίου σε μια άλλη μορφή που ονομάζεται αγγελιοφόρο RNA (mRNA). Στη συνέχεια, ο μηχανισμός του κυττάρου διαβάζει το mRNA ως οδηγίες για την επιθυμητή πρωτεΐνη.
Καθώς το mRNA για συγκεκριμένα γονίδια δεν εκφράζονται συνεχώς, οι γενετιστές μπορούν να εξετάσουν τι εκφράζεται υπό ορισμένες συνθήκες. Μια χρήσιμη προσέγγιση είναι να συγκρίνουμε τα καρκινικά κύτταρα με τα υγιή κύτταρα και να δούμε ποια γονίδια εκφράζουν διαφορετικά το mRNA στις δύο περιπτώσεις. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν στη συνέχεια να οδηγήσουν τους επιστήμονες προς στόχους για θεραπείες. Διαφορετικοί τύποι κυττάρων παράγουν επίσης διαφορετικά μοτίβα mRNA, καθώς κάθε τύπος κυττάρου έχει διαφορετική δουλειά.
Η βάση μιας μικροσυστοιχίας cDNA είναι ότι η δοκιμή αναγνωρίζει το εκφρασμένο mRNA από ένα δείγμα σε μια ευαισθησία που επιτρέπει στον πειραματιστή να καταλάβει ποια γονίδια εκφράζουν περισσότερα από άλλα και ποια δεν εκφράζουν καθόλου. Καθώς μια μικροσυστοιχία cDNA συνήθως δοκιμάζει εκατοντάδες χιλιάδες αλληλουχίες mRNA, συνήθως γίνεται με μηχανή. Ο αναλυτής δεν χρησιμοποιεί το mRNA που εξάγει από ένα κύτταρο απευθείας, αλλά δημιουργεί ένα αντίγραφο αυτού του mRNA ως αλληλουχία DNA.
Εμπορικές εταιρείες κατασκευάζουν πλάκες μικροσυστοιχίας cDNA για χρήση σε εργαστήρια. Φτιάχνουν τις αλληλουχίες DNA που αντιστοιχούν στις εκατοντάδες ή χιλιάδες γονίδια που θέλει να δοκιμάσει ο πειραματιστής και τοποθετούν το καθένα ξεχωριστά σε μια ενιαία διαφάνεια μικροσυστοιχίας. Αυτό αντιπροσωπεύει όλα τα γονίδια που θα μπορούσαν ενδεχομένως να εκφραστούν σε αυτήν την ομάδα.
Συμπληρωματικές αλληλουχίες στο mRNA που ο ερευνητής εξάγει από το κύτταρο γίνονται στη συνέχεια στο εργαστήριο αντιγράφοντας το RNA στο DNA. Αυτά τα προϊόντα έχουν μια αλληλουχία που κολλάει στο DNA στη διαφάνεια της μικροσυστοιχίας που θα παρήγαγε το mRNA. Στη συνέχεια, ο αναλυτής προσαρτά φθορίζοντα μόρια σε αυτές τις αλληλουχίες cDNA.
Η κάλυψη της πλάκας μικροσυστοιχίας στο cDNA επιτρέπει σε οποιεσδήποτε συμπληρωματικές αλληλουχίες να κολλήσουν μεταξύ τους. Η αντικειμενοφόρος πλάκα στη συνέχεια πλένεται για να αφαιρεθεί το μη δεσμευμένο cDNA. Στη συνέχεια, ένας σαρωτής μετρά την ποσότητα φθορισμού, εάν υπάρχει, σε κάθε μεμονωμένη κουκκίδα του DNA. Τα γονίδια που εκφράζουν περισσότερο mRNA θα έχουν περισσότερο φθορίζον cDNA συνδεδεμένο σε αυτά από τα γονίδια που εκφράζουν λιγότερο mRNA. Με αυτόν τον τρόπο, ο αναλυτής μπορεί να καταλάβει ποια γονίδια είναι πιο ενεργά από άλλα και να συγκρίνει τα αποτελέσματα με διαφορετικό τύπο κυττάρου.